Un enjeu majeur pour accompagner le développement de culture intercalaire reste la conception de mélanges d'espèces efficaces. Les processus écologiques qui entretiennent le surrendement des mélanges à base de légumineuses par rapport aux cultures pures sont bien connus, mais leurs liens avec les caractéristiques des plantes restent à élucider. Une hypothèse courante est que l'amélioration de la divergence des traits entre les espèces pour l'acquisition de ressources lors de l'assemblage de mélanges de plantes devrait augmenter la complémentarité des espèces et améliorer les performances de la communauté.
Prise Faverjon et al. (2019a) comme point de départ, Gaëtan Louarn et collaborateurs ont utilisé une approche de modélisation pour étudier les déterminants du surrendement dans les mélanges fourragers à base de légumineuses. Le premier objectif était d'identifier les principaux paramètres végétaux (c'est-à-dire les traits végétaux) impliqués dans l'économie du carbone (C) et de l'azote (N) qui contrôlent la production totale de biomasse aérienne et l'OY dans de tels mélanges binaires (quels traits majeurs, et diffèrent-ils de celles des cultures pures ?). Le deuxième objectif était de déterminer si la « divergence des caractères » pour l'acquisition de ressources (C et N) était effectivement un proxy pertinent pour maximiser la complémentarité et le surrendement des espèces (quelles variations de caractères et quelles combinaisons entre les espèces légumineuses et non légumineuses ?). Pour ce faire, le modèle 'Virtual Grassland' a été utilisé pour simuler des expériences de compétition virtuelle dans des mélanges binaires théoriques avec et sans légumineuses, sous trois scénarios de gestion de l'azote. Le modèle a pris en compte la compétition des plantes pour le N léger et minéral, et les effets de facilitation causés par les légumineuses à travers le N libéré dans le sol, tous précédemment identifiés comme étant des processus critiques qui affectent la dynamique des mélanges à base de légumineuses. Les résultats du modèle relatifs à la production fourragère, au surrendement et à l'abondance relative des espèces ont été analysés en fonction des différents scénarios et combinaisons de paramètres testés.
Un surrendement maximal a été atteint dans les cas où les valeurs des traits étaient divergentes pour les fonctions physiologiques contrôlant l'acquisition de N et le développement temporel, mais convergentes pour l'interception de la lumière. Il a également été constaté que la divergence des traits ne devrait pas affecter les capacités compétitives des légumineuses et des non-légumineuses au hasard. Cependant, aucune règle d'assemblage simple basée sur la divergence des traits n'a pu être confirmée. Les modèles de plantes capables d'inférer des interactions plante-plante peuvent être utiles pour l'identification des principaux traits d'interaction et la définition d'idéotypes adaptés à un système de culture intercalaire ciblé.
